單片機I/O 口模擬串行通信設計

目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列單片機通常只有一個（或沒有）UART異步串行通信接口，在應用系統(tǒng)中若需要多個串行接口（例如在多機通信系統(tǒng)中，主機既要和從機通信又要和終端通信）的情況下，通常的方法是擴展一片8251 或 8250 通用同步/異步接收發(fā)送芯片（USART），需額外占用單片機I/O 資源。

　　　1.串行接口的基本通信方式

　　串行接口的有異步和同步兩種基本通信方式。異步通信采用用異步傳送格式，如圖1 所示。數據發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結束的標志。在異步通信中，起始位占用一位（低電平）。

　　異步通信采用用異步傳送格式

　　用來表示字符開始。其后為7 或8 位的數據編碼，第8 位通常做為奇偶校驗位。最后為停止位（高電平）用來表示字符傳送結束。上述字符格式通常作為一個串行幀，如無奇偶校驗位，即為常見的N.8.1幀格式。串行通信中，每秒傳送的數據位稱為波特率。如數據傳送的波特率為1200 波特，采用N.8.1 幀格式（10 位），則每秒傳送字節(jié)為120 個，而字節(jié)中每一位傳送時間即為波特率的倒數：T=I/1200=0.833ms。同樣，如數據傳送的波特率為9600 波特，則字節(jié)中每一位傳送時間為T=1/9600=0.104 ms。

　　2.硬件電路

　　89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。

　　89C51 單片機通過普通I/O 口與PC 機RS232 串口實現通信的硬件接口電路如圖2 所示。由于PC 系列微機串行口為RS232C 標準接口，與輸入、輸出均采用TTL 電平的89C51 單片機在接口規(guī)范上不一致，因此TTL電平到RS232 接口電平的轉換采用MAXIM 公司的MAX232 標準RS232接口芯片，該芯片可以用單電壓（+5V）實現RS232接口邏輯“1”（-3V～215V）和邏輯“0”（+3V～15V）的電平轉換。圖中89C51 的P1.0 模擬發(fā)送端，P1.1 模擬接收端。